距今約2.5億年的二疊紀末期，地球上曾發(fā)生過一次最大規(guī)模的生命滅絕事件，造成海洋中超過90%以及陸地上超過70%的生物消失。二疊紀末的生命大滅絕事件，到底是什么原因造成的？

4月7日，澎湃新聞從中國科學技術(shù)大學獲悉，針對上述問題，該校沈延安教授課題組以高精度鎳同位素分析為主要手段，對加拿大北極地區(qū)的晚二疊—早三疊地層進行了系統(tǒng)研究，并在最近提出一種新觀點：西伯利亞大火成巖?。ㄖ高B續(xù)的、體積龐大的由鎂鐵質(zhì)火山巖及伴生的侵入巖所構(gòu)成的巖漿建造，包括噴出的大規(guī)模溢流玄武巖和巖漿供體大型放射狀巖墻群）噴發(fā)產(chǎn)生的含鎳氣溶膠，是二疊紀末生命大滅絕的重要因素。日前，該項成果已以“Nickel isotopes link Siberian Traps aerosol particlesto the end-Permian mass extinction”為題發(fā)表于《自然·通訊》。

此前，在二疊紀末生命大滅絕的環(huán)境和機制研究方面，國內(nèi)外學者提出了多種觀點和認識。一般認為造成生命大滅絕和環(huán)境巨變的根源在于西伯利亞大火成巖省的噴發(fā)。但最近精確年齡測試表明，西伯利亞大火成巖省在二疊紀末生命大滅絕事件的30萬年之前就已經(jīng)開始噴發(fā)。

上述論文的第一作者、博士后李夢涵介紹，他們的研究對象是分布在加拿大北極地區(qū)Sverdrup盆地的Buchanan Lake剖面。從古地理位置來看，Sverdrup盆地距離西伯利亞大火成巖省約2萬公里，且處于其下風口，火山噴發(fā)的產(chǎn)物大約只需要4—8天就可以到達該盆地，因此它是研究二疊紀末火山噴發(fā)如何驅(qū)動環(huán)境變化的理想地區(qū)。

研究人員對剖面進行高精度鎳同位素測試后發(fā)現(xiàn)，鎳同位素的組成與當時海水中的氧氣含量以及化學組成具有良好的相關(guān)關(guān)系。在二疊紀末生命大滅絕層位，鎳的含量突然大幅下降。另外，剖面的鎳同位素組成非常輕，是35億年以來沉積巖中最輕的鎳同位素組成。

本文圖片均來自中國科學技術(shù)大學官網(wǎng)

該研究認為，西伯利亞大火成巖省的噴發(fā)形成了大量含鎳的氣溶膠，它們經(jīng)過全球大氣環(huán)流的傳輸沉降至海洋和陸地。含鎳氣溶膠的大量沉降提高了海洋的初級生產(chǎn)力，同時大量消耗了海水中的氧氣，其造成的環(huán)境惡果是海洋的缺氧和酸化。大量含鎳氣溶膠的沉降也造成了陸地生物生長環(huán)境的惡化——因為過量的鎳不利于植物的光合和呼吸作用、限制植物的生長及其多樣性，最后導致植物的死亡。

沈延安介紹，在過去5.4億年以來地球上共發(fā)生了五次生命大滅絕事件，該項研究是首次應(yīng)用鎳同位素解析生命滅絕過程中的劇烈環(huán)境變化，為理解生命和環(huán)境的相互作用提供了新的視角。

另外，去年，沈延安課題組還以高精度硫同位素分析為主要研究手段，發(fā)現(xiàn)在奧陶紀末生命滅絕事件的過程中硫同位素產(chǎn)生了非質(zhì)量分餾，提出“平流層火山噴發(fā)”是奧陶紀末生命滅絕事件的驅(qū)動機制這一新觀點。相關(guān)論文也已發(fā)表于《自然·通訊》。奧陶紀末生命滅絕發(fā)生在約4.4億年前，造成了全球海洋中約85%物種的消失，是地球過去5.4億年來第二大生命滅絕事件。